JPH0282135A - 可動部材の損傷検出方法及び装置 - Google Patents
可動部材の損傷検出方法及び装置Info
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- JPH0282135A JPH0282135A JP1204944A JP20494489A JPH0282135A JP H0282135 A JPH0282135 A JP H0282135A JP 1204944 A JP1204944 A JP 1204944A JP 20494489 A JP20494489 A JP 20494489A JP H0282135 A JPH0282135 A JP H0282135A
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- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
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- G—PHYSICS
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、回転軸、特に軸体を支持する軸受をもつ可動
部材での機械的音響振動を、音響・電気変換器を用いて
、部材の状態を示す信号化するための信号処理回路で処
理されるような電気信号に変換する可動部材の損傷検出
方法及びそのための装置に関する。
部材での機械的音響振動を、音響・電気変換器を用いて
、部材の状態を示す信号化するための信号処理回路で処
理されるような電気信号に変換する可動部材の損傷検出
方法及びそのための装置に関する。
〔従来の技術］
この種の方法及び装置には、出願人の出願になるオラン
ダ特許出願第８５０３２９４号に開示されているものが
ある。この装置における音響・電気変換器は非回転の静
止部材、例えば軸受のハウジングの外面に取付けられて
いる。該装置では、上記変換器からの信号は、帯域ろ波
そして増幅後に、周波数発生器によって固定周波数とさ
れる第二人力に対する倍率器に送られる。上記倍率器の
出力は低域ろ波器でろ波され、信号の増幅器が軸受の損
傷を示すものとして得られる。
ダ特許出願第８５０３２９４号に開示されているものが
ある。この装置における音響・電気変換器は非回転の静
止部材、例えば軸受のハウジングの外面に取付けられて
いる。該装置では、上記変換器からの信号は、帯域ろ波
そして増幅後に、周波数発生器によって固定周波数とさ
れる第二人力に対する倍率器に送られる。上記倍率器の
出力は低域ろ波器でろ波され、信号の増幅器が軸受の損
傷を示すものとして得られる。
〔発明が解決しようとする課題〕
かかる従来装置は、得られた信号が比較器で多くの基準
信号と比較されるような選択制御の場合には向いている
。しかし、絶対値を正確に測定するのには不向きである
。例えば玉軸受についての測定のときに、測定されるべ
き点（可動部）での接触によってハウジングの外部では
減衰が生じてしまう。玉軸受の場合、最大応力をもった
接触点は通常上記玉軸受の内輪上にある。そこにて生じ
た損傷にもとづく振動は、玉から内輪へ、玉から外輪へ
、そして外輪からハウジングへと伝達されることによっ
て減衰されてしまう。
信号と比較されるような選択制御の場合には向いている
。しかし、絶対値を正確に測定するのには不向きである
。例えば玉軸受についての測定のときに、測定されるべ
き点（可動部）での接触によってハウジングの外部では
減衰が生じてしまう。玉軸受の場合、最大応力をもった
接触点は通常上記玉軸受の内輪上にある。そこにて生じ
た損傷にもとづく振動は、玉から内輪へ、玉から外輪へ
、そして外輪からハウジングへと伝達されることによっ
て減衰されてしまう。
そのための解決策としては、変換器をハウジングの外部
ではなく内部、すなわち回転軸に設けることが考えられ
る。しかし、得られた信号をノイズの干渉なしに外部に
とり出すことが問題として残る。
ではなく内部、すなわち回転軸に設けることが考えられ
る。しかし、得られた信号をノイズの干渉なしに外部に
とり出すことが問題として残る。
本発明は、かかる問題を解決し、回転軸に直接取付けら
れた変換器にて測定を可能とする可動部材の損傷検出方
法及び装置を提供することを目的とする。
れた変換器にて測定を可能とする可動部材の損傷検出方
法及び装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明によれば
、上記目的は、その方法に関し、 音響・電気変換器は、軸体の一端で回転軸線上にて該軸
体と共に回転するように取付けられていて、受けた振動
を変換して回転コンタクトを経てさらに処理するために
結合された電源に変動電流をもたらすこと、 ことによって達成される。
、上記目的は、その方法に関し、 音響・電気変換器は、軸体の一端で回転軸線上にて該軸
体と共に回転するように取付けられていて、受けた振動
を変換して回転コンタクトを経てさらに処理するために
結合された電源に変動電流をもたらすこと、 ことによって達成される。
また、かかる方法を実施するための装置に関しては、
音響・電気変換器は高域ろ波器に接続される圧電センサ
素子で成り、回転コンタクトを介して直流電源に接続さ
れている電流増幅素子の制御ゲートに接続されている、 ことによって達成される。
素子で成り、回転コンタクトを介して直流電源に接続さ
れている電流増幅素子の制御ゲートに接続されている、 ことによって達成される。
本発明にあっては、音響振動としての信号は電気信号と
して変換され直流電流に変動成分をもたらす。
して変換され直流電流に変動成分をもたらす。
本発明においては、固定部材と回転部材を接続するため
の水銀接触による回転コンタクトを用いることができる
。例えばシルナー マシーネンバウ社（Ｓｉｌｌｎｅｒ
Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ ＧｍｂＨ）のメルコタッ
ク（Ｍｅｒｃｏｔａｃ 、登録商標）が好適である。本
発明によれば、直流成分が回転コンタクトを経て音響・
電気変換器の回転する回路部に流れ、受信信号にもとづ
き、制御ゲートを経て電流増幅器によって電流は変動す
るようになる。
の水銀接触による回転コンタクトを用いることができる
。例えばシルナー マシーネンバウ社（Ｓｉｌｌｎｅｒ
Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ ＧｍｂＨ）のメルコタッ
ク（Ｍｅｒｃｏｔａｃ 、登録商標）が好適である。本
発明によれば、直流成分が回転コンタクトを経て音響・
電気変換器の回転する回路部に流れ、受信信号にもとづ
き、制御ゲートを経て電流増幅器によって電流は変動す
るようになる。
好ましい例としては、本発明の電流増幅素子を、入力側
そして出力側が電源そして圧電センサ素子への制御ゲー
トに接続されて・いる電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
とすることである。
そして出力側が電源そして圧電センサ素子への制御ゲー
トに接続されて・いる電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
とすることである。
信号処理においては、電流の変動成分は直流成分から分
離される。そのために、本発明では、直流電源は抵抗を
介して電流増幅器に接続されており、該抵抗にかかる変
動成分が静電容量を経て取り出され指示信号へと処理さ
れる。
離される。そのために、本発明では、直流電源は抵抗を
介して電流増幅器に接続されており、該抵抗にかかる変
動成分が静電容量を経て取り出され指示信号へと処理さ
れる。
〔実施例〕
以下、添付図面にもとづき本発明の詳細な説明する。
第１図において、ｌは本実施例の音響・電気変換器の全
体を示すもので断面図であられされている。この装置は
、軸受（図示せず）に支持される軸体の突出軸２に取付
けられている。該突出軸２の振動が、軸受内の初期の段
階での損傷を認識するための対応信号として適宜時期に
測定される。
体を示すもので断面図であられされている。この装置は
、軸受（図示せず）に支持される軸体の突出軸２に取付
けられている。該突出軸２の振動が、軸受内の初期の段
階での損傷を認識するための対応信号として適宜時期に
測定される。
上記変換器は、前端面に中央凹部４が形成された円筒ハ
ウジング３を有し、ここで突出軸２の端部を受入れ、該
突出軸が回転したときに、内部に各部材が収められてい
るハウジング３がこれと共に同范・で回転するようにな
っている。
ウジング３を有し、ここで突出軸２の端部を受入れ、該
突出軸が回転したときに、内部に各部材が収められてい
るハウジング３がこれと共に同范・で回転するようにな
っている。
ハウジング３内には、圧電センサ素子５が収容されてお
り、前面の絶縁部材６によって保護されている。圧電セ
ンサ素子の背部には空室が形成されていて、ここに上記
変換器の電気回路が収容されている。さらにこの背部に
は、接続ソケット８があり、これに回転コンタクト９が
挿着されるようになっている。該回転コンタクトは、回
転部材と静止部材とを導電接続せしめる接続部材を有し
ている。該接続部材としては、例えば前出のメルコタツ
タが使用可能である。
り、前面の絶縁部材６によって保護されている。圧電セ
ンサ素子の背部には空室が形成されていて、ここに上記
変換器の電気回路が収容されている。さらにこの背部に
は、接続ソケット８があり、これに回転コンタクト９が
挿着されるようになっている。該回転コンタクトは、回
転部材と静止部材とを導電接続せしめる接続部材を有し
ている。該接続部材としては、例えば前出のメルコタツ
タが使用可能である。
第２図は音響・電気変換器が取付けられる部位の可能性
を示す第二実施例である。ここでは軸受に支持される軸
の上にではなく、該軸内あるいは測定されるべき回転系
内に上記変換器の一部が没するように取付けられている
。本実施例では、軸２はその端部に軸方向の孔１０が形
成され、変換器１は凹部に代えて上記孔１０に収められ
る突部１１を有している。前実施例が小径の軸の場合に
好適なのに対し、本実施例は大径の軸の場合に好適であ
る。
を示す第二実施例である。ここでは軸受に支持される軸
の上にではなく、該軸内あるいは測定されるべき回転系
内に上記変換器の一部が没するように取付けられている
。本実施例では、軸２はその端部に軸方向の孔１０が形
成され、変換器１は凹部に代えて上記孔１０に収められ
る突部１１を有している。前実施例が小径の軸の場合に
好適なのに対し、本実施例は大径の軸の場合に好適であ
る。
第３図は変換器のための電気回路を示す。圧電センサ素
子５は、該圧電センサ素子５と並列な抵抗１２と共に形
成するＲＣ高域ろ波器の一部をなしている。
子５は、該圧電センサ素子５と並列な抵抗１２と共に形
成するＲＣ高域ろ波器の一部をなしている。
圧電センサ素子の出力側は電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）１３の制御ゲートに接続されていて、該ＦＥＴの入
力及び出力側が回転コンタクト９を介して、抵抗１４を
経てテスト回路に印加される供給電圧ｖｏにつながって
いる。圧電センサ素子９からの信号による変動成分が、
抵抗Ｒを経て印加される電圧から分離されるように静電
容量（コンデンサ）１５が設けられている。
Ｔ）１３の制御ゲートに接続されていて、該ＦＥＴの入
力及び出力側が回転コンタクト９を介して、抵抗１４を
経てテスト回路に印加される供給電圧ｖｏにつながって
いる。圧電センサ素子９からの信号による変動成分が、
抵抗Ｒを経て印加される電圧から分離されるように静電
容量（コンデンサ）１５が設けられている。
音響・電気変換器は次のように作動する。軸受内の軸２
の回転によって振動が生ずると、該振動は電圧センサ素
子５によって検出されてＦＥ７１３の制御ゲートを経て
電気的パルスに変換され、電流に変動分をもたらす。低
抵抗の回転コンタクト９を介して、この電流は抵抗Ｒに
かかるようになる。抵抗値をＲとすると、ここにかかる
電圧はＶ＝Ｒ（ｉ＋Ａｉ）となり、Ｖ、＝Ｒｉを直流分
、そしてＶ２＝ＲΔｉを圧電センサ素子から受ける信号
を示す変動（交流）成分として表される。後者のＶｔ＝
ＲΔｉはコンデンサ１５によって取り出され、その後に
例えばオシロスコープあるいはレコーダによって記録さ
れる。
の回転によって振動が生ずると、該振動は電圧センサ素
子５によって検出されてＦＥ７１３の制御ゲートを経て
電気的パルスに変換され、電流に変動分をもたらす。低
抵抗の回転コンタクト９を介して、この電流は抵抗Ｒに
かかるようになる。抵抗値をＲとすると、ここにかかる
電圧はＶ＝Ｒ（ｉ＋Ａｉ）となり、Ｖ、＝Ｒｉを直流分
、そしてＶ２＝ＲΔｉを圧電センサ素子から受ける信号
を示す変動（交流）成分として表される。後者のＶｔ＝
ＲΔｉはコンデンサ１５によって取り出され、その後に
例えばオシロスコープあるいはレコーダによって記録さ
れる。
本発明装置によれば、ノイズの干渉が最低限のもとで高
感度・高精度の測定が可能となる。これは、従来のシス
テムとは異なり、測定が回転系の静止部分でなく回転軸
で直接行われているということにもとづくものである。
感度・高精度の測定が可能となる。これは、従来のシス
テムとは異なり、測定が回転系の静止部分でなく回転軸
で直接行われているということにもとづくものである。
軸受の場合、既述のごとく軸受の中心には高荷重が作用
しここに初期における損傷の信号が出る可能性がある。
しここに初期における損傷の信号が出る可能性がある。
従来のように外部でこれを測定すれば減衰が大きいが、
本発明にように軸にて測定すれば減衰の影響はない。か
くして、高感度・高信頼性の測定がなされ、軸受の状態
が完全に把握できる。
本発明にように軸にて測定すれば減衰の影響はない。か
くして、高感度・高信頼性の測定がなされ、軸受の状態
が完全に把握できる。
第４図、第５図そして第６図は、第１図装置により軸受
内の軸で測定された結果を示している。
内の軸で測定された結果を示している。
これらの曲線は時間記録計で記録され電圧−時間のグラ
フで示されている。第４図は非回転軸、第５図と第６図
は可転軸についての測定結果である。
フで示されている。第４図は非回転軸、第５図と第６図
は可転軸についての測定結果である。
第４図は非常に微少なノイズ信号である。第５図は１５
００回転／回転速度のもとでの測定であり、ここでのノ
イズ信号も微少であり、第４図と同様に軸受が良好な状
況であることを示している。
００回転／回転速度のもとでの測定であり、ここでのノ
イズ信号も微少であり、第４図と同様に軸受が良好な状
況であることを示している。
第６図は軸が２０００回転／回転速度で回転しているも
ので、軸受保持器の損傷のごとくの現象が見られる。こ
こで、損傷を見出すのに十分なノイズの増幅度であるこ
とがわかる。かかる装置によれば、非常に簡便な方法で
、軸受あるいは軸を用いた回転系のモニタ制御そして測
定が可能となる。
ので、軸受保持器の損傷のごとくの現象が見られる。こ
こで、損傷を見出すのに十分なノイズの増幅度であるこ
とがわかる。かかる装置によれば、非常に簡便な方法で
、軸受あるいは軸を用いた回転系のモニタ制御そして測
定が可能となる。
本発明の特徴は、軸と一緒に回転して軸上で回転中に測
定がなされ、回転系の回転部から受けた信号が、すでに
直流成分に変動成分が重量されたものとなっているとい
うことである。その際、指示信号として処理されるよう
に信号は、回転コンタクト、例えばメルコテックのよう
な水銀コネクタを介してロスやノイズを伴わずに外部の
静止系に取り出されることができる。
定がなされ、回転系の回転部から受けた信号が、すでに
直流成分に変動成分が重量されたものとなっているとい
うことである。その際、指示信号として処理されるよう
に信号は、回転コンタクト、例えばメルコテックのよう
な水銀コネクタを介してロスやノイズを伴わずに外部の
静止系に取り出されることができる。
本発明は、既述の例では一つの形態で示したが、違った
形態も可能である。例えば、警告信号を発することがで
きるように出力信号を警告用のスレッシュホールドと比
較して、非常事態を回避するために回転駆動系を停止で
きる。その他、本発明の範囲内において他の変形も可能
である。
形態も可能である。例えば、警告信号を発することがで
きるように出力信号を警告用のスレッシュホールドと比
較して、非常事態を回避するために回転駆動系を停止で
きる。その他、本発明の範囲内において他の変形も可能
である。
本発明は以上のごとく損傷を伴う軸にて音響・電気変換
により直接振動を得た後、これを回転コンタクトを経て
外部にもたらし、これを電気的変動成分として取り出す
こととしたので、検出時における減衰がなくなり、また
低ノイズのもとに信号を取り出せることとなって、測定
が高感度・高信頼性となるという効果をもたらす。
により直接振動を得た後、これを回転コンタクトを経て
外部にもたらし、これを電気的変動成分として取り出す
こととしたので、検出時における減衰がなくなり、また
低ノイズのもとに信号を取り出せることとなって、測定
が高感度・高信頼性となるという効果をもたらす。
第１図は本発明の一実施例装置の断面図、第２図は第１
図の軸体への取付部分の変形例を示す第二実施例装置の
概要図、第３図は第１図装置の電気回路図、第４図ない
し第６図は第１図装置による測定結果を示す図である。
図の軸体への取付部分の変形例を示す第二実施例装置の
概要図、第３図は第１図装置の電気回路図、第４図ない
し第６図は第１図装置による測定結果を示す図である。
Claims (5)
- （１）回転軸、特に軸体を支持する軸受をもつ可動部材
での機械的音響振動を、音響・電気変換器を用いて、部
材の状態を示す信号化するための信号処理回路で処理さ
れるような電気信号に変換する可動部材の損傷検出方法
において、 音響・電気変換器（１）は、軸体（２）の一端で回転軸
線上にて該軸体と共に回転するように取付けられていて
、受けた振動を変換して回転コンタクト（９）を経てさ
らに処理するために結合された電源（Ｖ＿０）に変動電
流をもたらすこと、 を特徴とする可動部材の損傷検出方法。 - （２）請求項（１）の方法のための装置であって、音響
・電気変換器（１）は高域ろ波器に接続される圧電セン
サ素子で成り、回転コンタクト（９）を介して直流電源
（Ｖ＿０）に接続されている電流増幅素子（１３）の制
御ゲートに接続されていることとする可動部材の損傷検
出装置。 - （３）圧電センサ素子（５）は高域ろ波器（５、１２）
の一部をなしていることとする請求項（２）に記載の可
動部材の損傷検出装置。 - （４）電流増幅素子（１３）は、入力側及び出力側が電
源に接続された電界効果トランジスタであり、該電界効
果トランジスタの制御ゲートが圧電センサ素子と接続さ
れていることとする請求項（２）または請求項（３）の
可動部材の損傷検出装置。 - （５）直流電源（Ｖ＿０）が抵抗（１４）を介して電流
増幅器（１３）に接続され、抵抗（１４）を経た電圧変
動（ΔＶ）が指示信号へとの処理のために静電容量素子
に印加されていることとする請求項（２）、請求項（３
）そして請求項（４）のいずれか一つに記載の可動部材
の損傷検出装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8802002A NL8802002A (nl) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | Werkwijze en inrichting voor het detecteren van defekten in bewegende onderdelen met een centrale, roterende as. |
| NL8802002 | 1988-08-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0282135A true JPH0282135A (ja) | 1990-03-22 |
Family
ID=19852747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1204944A Pending JPH0282135A (ja) | 1988-08-11 | 1989-08-09 | 可動部材の損傷検出方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5083462A (ja) |
| EP (1) | EP0357104A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0282135A (ja) |
| NL (1) | NL8802002A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6415189B1 (en) | 1999-07-23 | 2002-07-02 | International Business Machines Corporation | Method and system for predicting disk drive failures |
| US6678403B1 (en) * | 2000-09-13 | 2004-01-13 | Peter J. Wilk | Method and apparatus for investigating integrity of structural member |
| US6739195B2 (en) * | 2002-04-09 | 2004-05-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | System and method for determining the status of an object by insonification |
| DE10348607A1 (de) * | 2003-10-20 | 2005-06-02 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Visualisierung des aktuellen Standes der Auftragsbearbeitung |
| CN104019889B (zh) * | 2014-05-28 | 2017-02-15 | 国家电网公司 | 电力系统旋转机械轴振离线测量方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5431825B2 (ja) * | 1973-08-08 | 1979-10-09 | ||
| US3930405A (en) * | 1974-09-17 | 1976-01-06 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Method and means for measuring acoustic emissions |
| JPS5214476A (en) * | 1975-07-25 | 1977-02-03 | Hitachi Ltd | Abnormality detecting method of chemical plant, etc. |
| JPS6156920A (ja) * | 1984-08-28 | 1986-03-22 | Nippon Denso Co Ltd | 圧電素子を用いた振動及び音波の検出器 |
| NL8503294A (nl) * | 1985-11-28 | 1987-06-16 | Skf Ind Trading & Dev | Werkwijze en inrichting voor het detecteren van fouten of defecten in bewegende machine-onderdelen. |
| SU1442856A1 (ru) * | 1986-12-24 | 1988-12-07 | Красноярский Политехнический Институт | Устройство дл контрол состо ни подшипников |
-
1988
- 1988-08-11 NL NL8802002A patent/NL8802002A/nl not_active Application Discontinuation
-
1989
- 1989-06-14 US US07/365,808 patent/US5083462A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-21 EP EP89201922A patent/EP0357104A1/en not_active Withdrawn
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